Ces dernières années, les appareils photos/vidéos numériques grand public sont devenus omniprésents. On peut aujourd’hui trouver des systèmes de captures d’images dans toutes sortes d’appareils numériques comme les téléphones portables, les assistants personnels numériques etc. Malgré une augmentation croissante de la puissance et de la complexité de ces appareils, laqualité de la chaîne de capture d’image, composée du couple système optique/capteur est toujours contrainte à des limitations d’espace et de coût. Les défauts introduits sont nombreuxet dégradent considérablement la qualité des images produites : flou, déformations géométriques, artefacts de couleurs, effets de moire, bruits statiques et dynamiques, etc. Une idée intéressante est de corriger ces défauts de manière algorithmique en utilisant la puissance toujours croissante des architectures de traitements. Dans cette thèse nous nous intéressons particulièrement à deux problèmes issues de l’acquisition de l’image par le capteur : le dématriçage de la matrice de Bayer et la réduction du bruit. Dans la première partie, nous décrivons la structure générale de la chaîne de capture d’image dans les appareils photos/vidéos numériques. Nous présentons le rôle, le fonctionnement et les défauts introduits par chacun de ses éléments. Enfin, nous illustrons comment ces défauts peuvent être corriges par des traitements algorithmiques. Dans la deuxième partie, nous montrons comment l’information de couleur est introduite dans les capteurs numériques. Nous présentons ensuite un état de l’art des algorithmes de dématriçage. Un nouvel algorithme de reconstruction de la matrice de Bayer base sur le principe de l’interpolation directionnelle est propose. Il permet d’associer une qualité d’image produite sans artefacts avec une faible complexité de calculs. Pour mieux comprendre les comportements du bruit dans les capteurs numériques, nous énumérons ses différentes sources et leurs dépendances par rapport aux conditions de prises de vues. Apres avoir présenté l’état de l’art des méthodes de restauration des images bruitées, nous nous intéressons particulièrement aux algorithmes de débruitage à voisinage local et plus précisément au filtre bilatéral. Nous proposons un filtre bilatéral pour la mosaïque de Bayer, adaptatif en fonction de la puissance du bruit dans les images. Dans la troisième partie, nous présentons l’implémentation, l’optimisation et la simulation de l’exécution des algorithmes de dématriçage et de réduction du bruit proposes. La plateforme d’implémentation est le processeur TriMedia TM3270 de NXP semiconductors. Nous montrons que nous arrivons à traiter des images de taille 5 méga-pixels en moins de 0,5 secondes et des images de résolution VGA à une cadence supérieure à 25 images par seconde. Finalement, pour des raisons de standardisation, de rapidité d’exécution et de consommation d’énergie, nous avons conçu une architecture dédiée à l’algorithme de dématriçage propose. Cette architecture permet de multiplier par 10 la rapidité d’exécution obtenue sur le processeur TriMedia TM3270 / Digital cameras are now present everywhere. They are commonly included in portable digital devices such as mobile phones and personal digital assistants. In spite of constant improvements in terms of computing power and complexity, the digital imaging chain quality, including sensor and lenses system, is still limited by space and cost constraints. An important number of degradations are introduced by this chain that significantly decrease overall image quality : including blurring effects, geometric distortions, color artefacts, moiré effects, static and dynamic noise. Correcting these defects in an algorithmic way, using the increasing power of embedded processing architecture present in mobile phones and PDAs may appear like an interesting solution. In this thesis we are especially interested in reducing two major defects of the sensor acquisition chain : Bayer matrix demosaicing artefacts and photon noise. In the first part, we describe the general imaging chain commonly used in digital cameras and video devices. We show the function, the inner working and the defects introduced by each of its elements. Finally we exhibit possible ways to correct these defects using algorithmic solutions. In the second part, we introduce the principle of Bayer demosaicing. We present the state of the art and we propose a new method based on a directed interpolation principle. Our method yields a good image quality while retaining a low computational complexity. We then enumerate several noise sources present in imaging digital sensors and their dependencies with imaging conditions. We are particularly interested in local algorithms and more specifically in the bilateral filter. After presenting the state of the art in denoising algorithm, we propose a new adaptive bilateral filter for sensor colour mosaic denoising. In the third part, we present the implementation, the optimization and the execution simulation of the proposed demosaicing and denoising algorithms. The implementation target is the TM3270 TriMedia processor from NXP Semiconductors. We show that it is possible to process 5 megapixels images in less than 0.5 seconds and more than 25 images per second at VGA resolution. Finally, for standardization, execution speed and power consumption reasons, we describe a dedicated architecture for our proposed demosaicing algorithm. This architecture improves the execution speed by a factor of 10 compared to the TriMedia TM3270 processor

Depuis plusieurs années, nous constatons l'augmentation de l'utilisation des techniques d'agents et multiagent pour assister l'humain dans ses tâches. Ce travail de maîtrise se situe dans la même voie. Précisément, nous proposons d'utiliser les techniques multiagent de planification et de coordination pour la gestion de ressources dans les systèmes de commande et contrôle (C2) temps réel. Le problème particulier que nous avons étudié est la conception d'un système d'aide à la décision pour les opérations anti-aérienne sur les frégates canadiennes. Dans le cas où plusieurs frégates doivent se défendre contre des menaces, la coordination est un problème d'importance capitale. L'utilisation de mécanismes de coordination efficaces permet d'éviter les actions conflictuelles et la redondance dans les engagements. Dans ce mémoire, nous présentons quatre mécanismes de coordination basés sur le partage de tâche. Trois sont basés sur les communications : la coordination centrale, le Contract Net, la coordination similaire à celle proposée par Brown; tandis que la défense de zone est basée sur les lois sociales. Nous exposons enfin les résultats auxquels nous sommes arrivés en simulant ces différents mécanismes. / The use of agent and multiagent techniques to assist humans in their daily routines has been increasing for many years, notably in Command and Control (C2) systems. This thesis is is situated in this domain. Precisely, we propose to use multiagent planning and coordination techniques for resource management in real-time \acs{C2} systems. The particular problem we studied is the design of a decision-support for anti-air warfare on Canadian frigates. In the case of several frigates defending against incoming threats, multiagent coordination is a complex problem of capital importance. Better coordination mechanisms are important to avoid redundancy in engagements and inefficient defence caused by conflicting actions. In this thesis, we present four different coordination mechanisms based on task sharing. Three of these mechanisms are based on communications: central coordination, Contract Net coordination and Brown coordination, while the zone defence coordination is based on social laws. Finally, we expose the results obtained while simulating these various mechanisms.

Ce travail résume les étapes et les technologies nécessaires pour construire une application web dynamique permettant de faire l'analyse de données financières en temps réel à l'aide des langages de programmation R et C++. R est utilisé pour la collecte et traitement des données entrantes ainsi que pour générer tout output. C++ est utilisé pour accélérer les simulations Monte-Carlo. L'output de ce travail consiste en l'application web elle-même et les fonctions permettant d'estimer les paramètres des modèles de régression quantile de la famille CAViaR. Le code pour reproduire ce travail est organisé de la façon suivante : Un paquetage R pour l'application shiny, disponible à l'adresse https://gitlab.com/cacsfre/simulr. Un paquetage R pour estimer les paramètres des modèles de la famille CAViaR, disponible à l'adresse https://gitlab.com/cacsfre/caviarma. Le code R pour générer le présent document avec bookdown, disponible à l'adresse https://gitlab.com/cacsfre/msc. La famille de modèles CAViaR a été utilisée pour obtenir une estimation du quantile q[indice α] au niveau α. Ces modèles s'adressent directement au quantile d'intérêt au lieu de le calculer indirectement comme dans d'autres cas, par exemple les modèles de type GARCH où l'on s'intéresse plutôt à la volatilité σ² . Les résultats obtenus ici sont comparables à ceux se trouvant dans la littérature tel qu'illustré dans les chapitres 3 et 4.

De nombreuses catastrophes de diverses envergures frappent régulièrement des populations partout dans le monde. Parmi les exemples marquant on peut citer l'ouragan Katrina en 2005, le tremblement de terre en Haïti en 2010 ou plus récemment le Tsunami au Japon et la catastrophe de Fukujima qui a suivie. Au cours de ces catastrophes, plusieurs centaines d'organisations, comme la police, les pompiers ou les organisations d'aide humanitaire, interviennent pour sauver les gens et aider à revenir à une vie normale. Ces organisations ont besoin de se coordonner pour faire face à une situation dynamique avec des ressources limitées et une vision partielle de la situation. L'évolution de la situation entraîne souvent des changements d'objectif et de plan. Un des problèmes typique est d'obtenir un aperçu sur les relations entre ce qui a été fait, ce qui se passe actuellement et quelles sont les prochaines étapes. Ce problème est particulièrement difficile sur le plan inter-organisationnel : Chaque organisation coordonne la réponse de sa propre perspective et s'appuie sur les informations fournies par d'autres organisations. Notre objectif dans cette thèse est d'étudier comment supporter la coordination des activités par des personnes de différentes organisations dans une situation dynamique par un système d'information. L'idée de base est de tirer profit d'une approche basée sur les processus, où les activités et leurs relations sont rendues explicites. Nous présentons un cadre pour la coordination des activités dans des situations dynamiques. Il permet la modélisation ad hoc des relations entre ce qui a été fait, ce qui se passe actuellement et quelles sont les prochaines étapes. Les écarts par rapport au modèle et comment les activités ont été réalisées sont affichées à l'utilisateur pour mettre en évidence l'impact de l'évolution des objectifs. Nous étendons ce cadre au niveau inter-organisationnel. Certaines activités peuvent être partagées entre différentes organisations. Tout n'est pas partagé entre tout le monde pour tenir compte du respect de la vie privée, de la réglementation, des raisons stratégiques ou autres. Les activités partagées sont reproduites dans les espaces de travail de ces organisations. Nous décrivons comment des vues divergentes sur les activités et leurs relations peuvent etre détectées et traitées afin de revenir éventuellement à une vue convergente. Les concepts sont mis en œuvre comme une extension d'un service de collaboration distribuée ouvert. Ils ont été évalués par des gestionnaires de catastrophes expérimentés. Par ailleurs, nous avons conçu une expérience visant à évaluer l'utilisation d'outils pour aborder ces question. Nous avons effectué plusieurs expériences pour valider cette expérience. D'autres expériences pourront fournir une validation plus complété du modèle proposé dans cette thèse.

L'interaction entre la biologie et l électronique est une discipline en pleine essort. De nombreux systèmes électroniques tentent de s interconnecter avec des tissus ou des cellules vivantes afin de décoder l information biologique. Le Potentiel d action (PA) est au cœur de codage biologique et par conséquent il est nécessaire de pouvoir les repérer sur tout type de signal bio-logique. Par conséquent, nous étudions dans ce manuscrit la possibilité de concevoir un circuit électronique couplé à un système de microélectrodes capable d'effectuer une acquisition, une détection des PAs et un enregistrement des signaux biologiques. Que ce soit en milieu bruité ou non, nous considérons le taux de détection de PA et la contrainte de temps réel comme des notions primordiales et la consommation en silicium comme un prix à payer. Initialement développés pour l étude de signaux neuronaux et pancréatiques, ces systèmes conviennent parfaitement pour d autres type de cellules.

Les systèmes temps-réel critiques sont de plus en plus complexes, et les exigences fonctionnelles et non-fonctionnelles ne cessent plus de croître. Le flot de conception de tels systèmes doit assurer, parmi d’autres propriétés, le déterminisme fonctionnel et la prévisibilité temporelle. Le déterminisme fonctionnel est inhérent aux modèles de calcul flot de données (ex. KPN, SDF, etc.) ; c’est pour cela qu’ils sont largement utilisés pour modéliser les systèmes embarqués de traitement de flux. Un effort considérable a été accompli pour résoudre le problème d’ordonnancement statique périodique et à mémoire de communication bornée des graphes flot de données. Cependant, les systèmes embarqués temps-réel optent de plus en plus pour l’utilisation de systèmes d’exploitation temps-réel et de stratégies d’ordonnancement dynamique pour gérer les tâches et les ressources critiques. Cette thèse aborde le problème d’ordonnancement temps-réel dynamique des graphes flot de données ; ce problème consiste à assigner chaque acteur dans un graphe à une tâche temps-réel périodique (i.e. calcul des périodes, des phases, etc.) de façon à : (1) assurer l’ordonnançabilité des tâches sur une architecture et pour une stratégie d’ordonnancement (ex. RM, EDF) données ; (2) exclure statiquement les exceptions d’overflow et d’underflow sur les buffers de communication ; et (3) optimiser les performances du système (ex. maximisation du débit, minimisation des tailles des buffers). / The ever-increasing functional and nonfunctional requirements in real-time safety-critical embedded systems call for new design flows that solve the specification, validation, and synthesis problems. Ensuring key properties, such as functional determinism and temporal predictability, has been the main objective of many embedded system design models. Dataflow models of computation (such as KPN, SDF, CSDF, etc.) are widely used to model stream-based embedded systems due to their inherent functional determinism. Since the introduction of the (C)SDF model, a considerable effort has been made to solve the static-periodic scheduling problem. Ensuring boundedness and liveness is the essence of the proposed algorithms in addition to optimizing some nonfunctional performance metrics (e.g. buffer minimization, throughput maximization, etc.). However, nowadays real-time embedded systems are so complex that real-time operating systems are used to manage hardware resources and host real-time tasks. Most of real-time operating systems rely on priority-driven scheduling algorithms (e.g. RM, EDF, etc.) instead of static schedules which are inflexible and difficult to maintain. This thesis addresses the real-time scheduling problem of dataflow graph specifications; i.e. transformation of the dataflow specification to a set of independent real-time tasks w.r.t. a given priority-driven scheduling policy such that the following properties are satisfied: (1) channels are bounded and overflow/underflow-free; (2) the task set is schedulable on a given uniprocessor (or multiprocessor) architecture. This problem requires the synthesis of scheduling parameters (e.g. periods, priorities, processor allocation, etc.) and channel capacities. Furthermore, the thesis considers two performance optimization problems: buffer minimization and throughput maximization.

Cette recherche vise à améliorer l'efficacité et la qualité des systèmes de santé en optimisant le *transport des patients intra-hôpital* - une activité opérationnelle critique mais souvent négligée au sein des hôpitaux. L'étude se concentre sur plusieurs processus de prise de décision qui jouent des rôles pivots aux niveaux stratégique, tactique et opérationnel. Elle met en lumière la nature dynamique des demandes de transport, des besoins en équipement et de la charge physique sur les porteurs, offrant une exploration détaillée des lacunes existantes et proposant des solutions innovantes, se concentrant sur la minimisation des temps d'attente des patients et l'optimisation de l'utilisation des ressources pour améliorer la qualité globale du service. La première partie de cette thèse explore la prise de décision en temps réel, s'adaptant à l'arrivée imprévisible des demandes de transport. Considérant que les décideurs doivent mettre à jour les horaires actuels en raison de l'arrivée dynamique des demandes, des politiques de réaffectation sont proposées et évaluées. Pour l'attribution des demandes de transport aux porteurs, la mise en œuvre de différentes méthodes de résolution telles que des formulations mathématiques et des heuristiques est proposée. Cette partie vise à évaluer la combinaison de politiques de réaffectation et de méthodes de résolution pour améliorer les systèmes de transport *intra-hôpital*. Les sections suivantes de la thèse se concentrent sur l'incorporation d'autres hypothèses actuelles et réalités du système de transport des patients *intra-hôpital*. Ces aspects incluent plusieurs modes de transport et les efforts ergonomiques des porteurs, aspects souvent négligés dans la littérature. En intégrant ces facteurs, les approches d'optimisation prendront en compte les besoins de changement d'équipement et assureront l'équité dans la charge de travail des porteurs. La recherche utilise des modèles d'optimisation et de modèle simulation d'événements discrets pour souligner l'applicabilité pratique des solutions proposées. En conclusion, la thèse intègre les stratégies d'optimisation recherchées dans un modèle de Simulation d'Événements Discrets. Ce cadre est présenté pour simuler l'arrivée dynamique des demandes, mais sert également d'outil d'aide à la décision permettant aux gestionnaires d'évaluer stratégiquement et d'optimiser un système de transport de patients *intra-hospitalier*. En mettant l'accent sur un équilibre entre les objectifs managériaux, la satisfaction des patients et le fardeau ergonomique des porteurs, le modèle de Simulation d'Événements Discrets offre une approche complète visant à améliorer l'efficacité globale des institutions de santé. Ce thèse est structuré comme suit : Le chapitre introductif est suivi du Chapitre 1, qui présente une revue de littérature sur le problème de transport des patients *intra-hôpital*. Dans le Chapitre 2, l'accent est mis sur l'introduction du problème, spécifiquement l'évaluation de l'arrivée dynamique des demandes et la combinaison des politiques de reprogrammation et des méthodes de résolution. Le Chapitre 3 intègre la nécessité pour les porteurs de changer d'équipement dans les modèles d'optimisation. Enfin, le Chapitre 4 se concentre sur le fardeau ergonomique des porteurs, en évaluant différentes fonctions objectives et une *Bi-Objective Optimization* pour maintenir l'efficacité opérationnelle du système de transport tout en assurant une répartition équitable de la charge de travail parmi les porteurs. / This research aims to enhance the efficiency and quality of healthcare systems by optimizing *intra-hospital patient transportation* -- a critical yet often overlooked operational activity within hospitals. The study focuses on multiple decision-making processes that play pivotal roles at strategic, tactical, and operational levels. It highlights the dynamic nature of transportation requests, equipment needs, and the physical burden on porters, offering a detailed exploration of existing gaps and proposing innovative solutions, focusing on minimizing patient waiting times and optimizing resource utilization to improve overall service quality. The first part of this thesis explores real-time decision-making, adapting to the unpredictable arrival of transport requests. Considering that decision-makers must update current schedules due to the dynamic arrival of requests, rescheduling policies are proposed and evaluated. For the assignment of transport requests to porters, the implementation of various solving methods such as mathematical formulations and heuristics is proposed. This part aims to evaluate the combination of rescheduling policies and solving methods to improve the *intra-hospital* transportation systems. The subsequent sections of the thesis focus on incorporating current assumptions and realities of the *intra-hospital* patient transportation system. These include multiple modes of transportation and the ergonomic efforts of porters, aspects often neglected in the literature. By incorporating these factors, the optimization approaches will account for equipment switching requirements and ensure the fairness in the workload of porters. The research utilizes optimization models and Discret-Event Simulation model to emphasize the practical applicability of the proposed solutions. In conclusion, the thesis integrates the researched optimization strategies into an Discret-Event Simulation model. This model is presented to simulate the dynamic arrival of the request, but also is as decision-making tool that enables managers to strategically evaluate, and optimize an *intra-hospital* patient transportation system. Emphasizing a balanced focus on managerial objectives, patient satisfaction, and porter ergonomic burden, our research provides a comprehensive approach towards improving the overall efficiency of healthcare institutions. This thesis is structured as follows: The introductory chapter is followed by Chapter 1, which presents a literature review on the *intra-hospital* patient transportation problem. In Chapter 2, the focus is on introducing the problem, specifically evaluating the dynamic arrival of requests and the combination of rescheduling policies and solving methods. Chapter 3 integrates the necessity of porters switching equipment into the optimization models. Lastly, Chapter 4 focuses on the ergonomic burden of porters, evaluating different objective functions and a Bi-Objective Optimization to maintain the operational efficiency of the transportation system while ensuring a fair workload distribution among porters.